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硅課文教學(xué)設(shè)計(jì)

時(shí)間：2021-01-04 10:18:53 教學(xué)設(shè)計(jì) 我要投稿

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　　一、教學(xué)設(shè)計(jì)

硅課文教學(xué)設(shè)計(jì)

　　為什么要選取硅作為非金屬的開篇呢?

　　從硅及其化合物在國民經(jīng)濟(jì)中的地位來看,從學(xué)科發(fā)展的角度來看,硅及其化合物在材料科學(xué)和信息技術(shù)等領(lǐng)域有廣泛的用途,在半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)、建筑、通信及宇宙航行、衛(wèi)星等方面大顯身手,而且它們的應(yīng)用前景十分廣闊;硅酸鹽工業(yè)在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和日常生活中有著非常重要的地位。無機(jī)非金屬材料中硅元素唱主角,而含硅元素的材料制品大都是以二氧化硅為原料。所以,首先介紹硅及其化合物,突出了它在社會(huì)發(fā)展歷程中、在科學(xué)現(xiàn)代化中的重要性和應(yīng)用價(jià)值。

　　從物質(zhì)存在和組成多樣性的角度來看,硅是無機(jī)非金屬的主角,是地殼的基本骨干元素。自然界中的巖石、土壤、沙子主要以二氧化硅或硅酸鹽的形式存在,地殼的95%是硅酸鹽礦。所以,介紹硅及其化合物,體現(xiàn)了硅元素存在的普遍性和廣泛性。

　　從認(rèn)知規(guī)律來看,硅元素的主要化合價(jià)只有+4價(jià),硅單質(zhì)比較穩(wěn)定,硅的化合物知識(shí)也比較簡單。因此,學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)比較輕,有利于學(xué)習(xí)積極性的保護(hù)和培養(yǎng)。

　　本節(jié)內(nèi)容編排有以下特點(diǎn):

　　從硅及其化合物的知識(shí)體系來看,它由二氧化硅和硅酸、硅酸鹽以及硅單質(zhì)等三部分內(nèi)容組成。在內(nèi)容編排上打破常規(guī),首先從硅的親氧性引出硅主要存在的兩種形式──二氧化硅和硅酸鹽,接著介紹二氧化硅的性質(zhì),再介紹硅酸、硅酸鹽的一些性質(zhì),最后介紹硅單質(zhì)。先學(xué)習(xí)比較熟悉的硅的化合物,再學(xué)習(xí)單質(zhì)硅的順序符合認(rèn)知規(guī)律,有利于學(xué)生接受。

　　從知識(shí)內(nèi)容的安排上來看,重點(diǎn)、非重點(diǎn)把握準(zhǔn)確。主干內(nèi)容保持一定量,并重彩描繪。例如,二氧化硅的知識(shí)突出酸性氧化物的性質(zhì),在“科學(xué)視野”中介紹硅氧四面體結(jié)構(gòu),了解二氧化硅的一些物理性質(zhì),然后以圖配文的方式介紹了二氧化硅的用途,最后讓學(xué)生通過日常生活中的一些事實(shí),以“思考與交流”的方式得出二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)。在學(xué)習(xí)二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)時(shí),既介紹了酸性氧化物的共性,又介紹了SiO2的特性,擴(kuò)展了學(xué)生對(duì)非金屬酸性氧化物的認(rèn)識(shí)。硅酸鹽重點(diǎn)介紹硅酸鈉溶液的性質(zhì)和用途。對(duì)非重點(diǎn)知識(shí)和拓展性內(nèi)容,采用多種形式來呈現(xiàn)。例如,簡要介紹了硅酸的制取原理和硅膠的`用途,應(yīng)用廣泛的硅酸鹽產(chǎn)品以圖片的形式呈現(xiàn),一些新型陶瓷以“科學(xué)視野”的方式介紹,硅酸鹽的組成以“資料卡片”的形式介紹,等等。

　　總之,硅及其化合物知識(shí)的介紹,既體現(xiàn)了元素存在的廣泛性又體現(xiàn)了應(yīng)用的前瞻性,既有親近感又可以使學(xué)生開闊眼界,同時(shí)也能使學(xué)生增強(qiáng)對(duì)學(xué)習(xí)化學(xué)的重要性的認(rèn)識(shí)。

　　本節(jié)教學(xué)重點(diǎn):二氧化硅的性質(zhì)。

　　本節(jié)教學(xué)難點(diǎn):硅酸鹽的豐富性和多樣性。

　　教學(xué)建議如下:

　　1.采用對(duì)比的方法,聯(lián)系碳、二氧化碳等學(xué)生已有的知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)來介紹硅、二氧化硅等新知識(shí)。聯(lián)系和對(duì)比是一種有效的學(xué)習(xí)方法,通過對(duì)比可加深對(duì)知識(shí)的理解,有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的記憶和掌握。因此,應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用對(duì)比的方法來認(rèn)識(shí)物質(zhì)的共性和個(gè)性、區(qū)別和聯(lián)系。碳和硅是同一主族相鄰的兩種元素,它們的性質(zhì)既有相似之處,又有不同之處。在教學(xué)時(shí)要突出硅的親氧性強(qiáng)于碳的親氧性,從而引導(dǎo)學(xué)生理解硅的兩種存在形式──二氧化硅和硅酸鹽。對(duì)于SiO2化學(xué)性質(zhì)的教學(xué),可啟發(fā)學(xué)生根據(jù)SiO2和CO2都是酸性氧化物這一特點(diǎn),把它們的性質(zhì)一一列出。然后引導(dǎo)學(xué)生從硅的親氧性大,得出常溫下SiO2的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定;在加熱的條件下,SiO2才能與堿性氧化物起反應(yīng),等等。

　　在介紹硅酸時(shí),可以補(bǔ)充這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn):將CO2通入Na2SiO3溶液中,引導(dǎo)學(xué)生觀察白色膠狀沉淀的生成,從而加深對(duì)H2SiO3的酸性弱于碳酸的認(rèn)識(shí)。

　　對(duì)于硅單質(zhì),主要讓學(xué)生了解硅是重要的半導(dǎo)體材料,在電子工業(yè)上有廣泛的用途。

　　SiO2的結(jié)構(gòu)知識(shí)屬于拓展性內(nèi)容,在教學(xué)中不作要求。

　　2.要多運(yùn)用日常生活中的事例進(jìn)行教學(xué)。非金屬元素首先介紹硅元素,硅的化合物普遍存在是原因之一。因此,教學(xué)時(shí)要多注意聯(lián)系生產(chǎn)和生活實(shí)際,充分利用實(shí)物、模型及教科書中的彩圖和插圖,通過放映教學(xué)錄像,學(xué)生自己搜集有關(guān)的實(shí)物或照片,在課堂上展示交流等方法,增強(qiáng)教學(xué)的直觀性,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的情感。例如,可用生活事例來說明SiO2質(zhì)硬、不溶于水的性質(zhì),引導(dǎo)學(xué)生通過觀察教科書中的圖片、觀察陶瓷和玻璃制品等實(shí)物來了解硅酸鹽的廣泛用途等。

　　3.通過自學(xué)討論的方法進(jìn)行硅酸鹽的教學(xué)。學(xué)生的學(xué)習(xí)是一個(gè)自主構(gòu)建的過程。他們帶著自己原有的知識(shí)背景、活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)和理解走進(jìn)學(xué)習(xí)活動(dòng),并通過自己的主動(dòng)活動(dòng),包括獨(dú)立思考、與他人交流和反思等,去構(gòu)建對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解。例如,講硅酸鹽時(shí)可指出,最常見的可溶性硅酸鹽是Na2SiO3,它的水溶液稱為水玻璃。然后展示樣品,觀察水玻璃的黏稠性。同時(shí)拿出一塊反復(fù)充分浸過水玻璃并已干燥的布條,把它放在火焰上,結(jié)果布條不能燃燒,從而認(rèn)識(shí)用水玻璃浸泡織物可以防火。最后,對(duì)于硅酸鹽的豐富性和多樣性,建議學(xué)生以閱讀、交流的方式來完成。

　　二、活動(dòng)建議

　　【實(shí)驗(yàn)4-1】

　　控制溶液混合物的酸堿性是制取硅酸凝膠的關(guān)鍵。鹽酸的濃度以6 mol/L為宜。

　　在飽和Na2SiO3溶液中,滴加酚酞溶液呈紅色。逐滴加入稀鹽酸,待溶液紅色變淺并接近消失時(shí),有透明的硅酸凝膠產(chǎn)生。

　　【實(shí)驗(yàn)4-2】

　　若無硅酸鈉溶液,可用市售的水玻璃代替。一定要使小木條或?yàn)V紙條反復(fù)浸透。

　　水浸過的濾紙或小木條,當(dāng)水分蒸發(fā)后就燃燒。硅酸鈉溶液浸過的濾紙或小木條,當(dāng)水分蒸發(fā)后不易燃燒(濾紙只起泡)。

　　三、問題交流

　　【思考與交流】

　　物理性質(zhì):熔點(diǎn)高、硬度大。

　　化學(xué)穩(wěn)定性:化學(xué)穩(wěn)定性好,除氫氟酸外一般不與其他酸反應(yīng),可以與強(qiáng)堿如NaOH等反應(yīng),屬于酸性氧化物。

　　SiO2的這些性質(zhì)主要和它的結(jié)構(gòu)有關(guān)。SiO2是正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),因此性質(zhì)很穩(wěn)定。